11个专利提前“发布”苹果AR眼镜?不少创意真脑洞大开

2021年10月11日 20:15 次阅读 稿源:智东西 条评论

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如果苹果发布一副 AR 眼镜,会是什么样的?乔布斯离开我们已经有十年,但人们仍会怀念第一代 iPhone 带来的惊艳感以及 iPhone 4 的经典设计,而说到对库克时代的印象,人们热衷于探讨的,似乎只有 iPhone X 的“小刘海”、iPhone 12 Pro Max 的激光雷达扫描仪一些产品细节和苹果冲向三万亿美元的市值。

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库克会为苹果带来些什么?大家一直思考的问题最近似乎有了新的答案。近日库克接受多家媒体采访时都称自己是 AR 的“头号粉丝”,甚至说“我们不谈元宇宙,我们只说 AR”,因此,AR 眼镜最有可能成为库克时代苹果公司的标志性产品之一。


一直以来,苹果的产品以高审美、高标准、严要求著称。库克曾说过,目前市场上没有一款 AR 眼镜能让自己满意,就像苹果正式推出 AppleWatch 前,库克也曾说过类似的话,表示没有一款穿戴产品令他满意。那么库克到底想要做出一款什么样的 AR 眼镜?它能否重现苹果昔日辉煌,再次引领新的消费风暴?

这些疑问让人们对苹果的 AR 设备动态一直持有高度关注,都想知道苹果打造的 AR 眼镜会是什么样?我们通过盘点苹果今年获得的 11 项与 AR 有关的专利授权以及苹果 AR 设备的爆料信息,与大家一同前瞻苹果的 AR 眼镜。

当然,有关的 AR 专利还可能运用在头显、手机、手表甚至汽车等产品上,毕竟苹果可是越来越能赚钱,涉及的消费业务面也越来越广,但作为第一款 AR 设备,AR 眼镜还是非常有可能运用到这些专利技术。

连获 11 项 AR 新专利,苹果用 AR 眼镜化身空间扫描仪

苹果即将重磅推出的 AR 眼镜会有哪些让人值得期待的亮点?通过解读专利文件,我们推测出苹果 AR 眼镜可能具有环境应用模型、以对象为中心的扫描、建立虚拟空间以及提供空间音频等功能。


▲ 苹果 2021 年获得与 AR 眼镜有关的专利信息汇总

在今年的 11 个专利中,我们看到了三个比较有意思的专利,也由此来解密苹果的 AR 眼镜“真面目”。

1、拍张图就能画平面图,设计师的必备“神器”?

过去人们测量房间面积主要用卷尺,这种方法费时又费力,但人们如果戴上苹果的 AR 眼镜,可能通过环顾四周就能获得房间的平面图。

并且,由于室内环境有像桌子,沙发等物体会模糊掉房间的线条,导致人们难以按照视频和传感器来构建精准的平面图。

面对这些问题,苹果选择通过 3D 点云(Point Cloud)技术和 3D 显示技术来测量房间的结构,创建平面图。这些技术通过文字或者符号标记房间中的边界、墙壁、门窗等物体,并拥有特殊的测量方式。


▲ 通过摄影头测量房间的结构

这样,用户就可以边戴着 AR 眼镜,边实时预览房间的平面图。

2、苹果将如何打造“元宇宙”?先建个化身来玩玩

苹果此前曾发布了拟我表情功能,该功能可以同步模仿用户的表情。原来拟我表情只模仿用户的头部运动,现在这个范围可以扩大到全身。该专利目前主要为头戴式设备(HMD)设计,但未来也可能应用于一些 AR 产品上。

该项技术会通过多个摄像头,收集你的姿态信息,并由你来定制一个虚拟化身。同样,你的化身会根据你的动作变化而变化。比如说,你边说话边做手势,你的虚拟化身也会边说话边做手势。这将会丰富视频的创作形式,与游戏产品联动可能会拥有更大的应用范围。


▲ 类似于 Digital Domain 软件研发主管 Doug Roble 以及他的虚拟化身

3、空间触觉/音频:苹果“拍了拍”你的脑袋,让你转个头

在增强空间触觉感知方面,AR 眼镜将会通过触觉引导方式,将用户的注意力转移到虚拟电话会议或者其他地方上。比如说,戴着 AR 眼镜的用户可以感觉到眼前的图案正在向左移动,并通过震动的方式提示用户向左边转动。


▲ FaceTime 更新了与空间音频相关的功能

与空间触觉的引导方式差不多,空间音频主要根据用户的头部变化调整声音的变化。该技术将通过图像传感器监测用户的头部变化,还提供滤波器以及视觉指引,使得用户拥有更好的音乐体验。

现在基本上只有 AirPods Pro、AirPods Max 和小米真无线降噪耳机 3 Pro 支持空间音频应用,其他支持空间音频功能的产品并不多。

4、AR 识人/识车:专为滴滴打造?再也不用担心上错车了

下班高峰时期,路边往往会有多家网约车在等待自己的顾客,但由于车辆较多,顾客往往容易出现上错车的情况。针对这种情况,苹果的新专利打造了一款 AR 系统,当你佩戴 AR 眼镜时,你或许可以从众多车辆中一眼找到自己的网约车。

该系统将与网约车软件联手,并提供双向 AR 识别服务,即司机可以及时在人群中找到自己的顾客,顾客也能及时在车海中找到自己的网约车。由于苹果曾在 2016 年向滴滴出行投资了十亿美元,并且据公开消息来看,苹果没有投资其他的打车软件,因此,这款 AR 系统有可能专为滴滴打造。


▲ 实现接近感测的增强现实系统的框架图

该系统可以通过移动设备的相机捕获图像,并用指示符或标识符来识别相应的车辆和乘客,并在设备上进行显示。通过简单直白的显示标记,你在下班高峰期将会避免上错车的尴尬。

攻克显示难题,苹果多项专利妙解信息困境

苹果的 AR 眼镜会给人们带来怎样的体验,能否真正地在日常生活中帮助消费者?AR 眼镜作为下一代智能穿戴设备,为消费者显示数字世界的信息是其重要作用之一,能够加速数字世界和物理世界的信息相结合,但目前市场上的 AR 眼镜仍在数据传输、信息显示上存在不足之处。

据专利文件显示,苹果正通过点云、虚拟信息显示技术来给出这些难题新的解法。

1、攻克数据难题,通过点云压缩加快数据速度

点云主要是指空间中点的数据集,通常由三维扫描仪获取三维物体的相关数据。苹果在 iPhone 12 Pro 系列搭载的 LiDAR 激光雷达扫描仪就可以支持点云的数据收集和传输。

新专利报告表示可以通过激光雷达扫描仪形成“点云压缩”,为现实提供更多信息。

该技术可以用于 VR、AR、为地图服务的地理信息系统、体育重播广播、博物馆展示、Project Titan 的自主导航等等多个项目中。

2、路痴党的福音:在真实环境中显示虚拟引导信息

苹果于今年 9 月获得一项在真实环境中显示虚拟信息有关的专利,该专利可以通过移动设备让用户可以来定位和导航到目的地。

目前,AR 领域的信息服务通常需要使用不同的技术组合完成,并且,无法根据场景的变化及时更新信息。此外,一些常规 GPS 显示技术往往不能提供足够精确的位置信息。

新系统将会根据真实的场景数据显示出至少一条虚拟信息,并且还会以低精度来显示远处的虚拟信息。


▲ 在真实环境中显示虚拟引导信息专利示意图

具体来说,当用户与目标区域较近时,其他无关区域的相关信息将会逐渐消失或粗略显示,而目标区域内的数字信息也会更加详细。不仅如此,随着人们逐渐靠近目标区域,相关数据也会更加准确。

千人研发团队,五年收购 11 家公司

要打造一款可以引起新消费风暴的产品,需要的可不止是技术支撑,更需要富有创新和创造能力的人才作为强有力的后盾。

苹果作为率先在 AR 布局的玩家之一,目前已经有了一个近千人左右的 AR 研究团队。据彭博社报道,现在负责苹果 AR 业务的高管是迈克・洛克威尔(Mike Rockwell),其上级为苹果硬件工程高级副总裁丹・里乔(Dan Riccio)。

迈克・洛克威尔(Mike Rockwell)此前是杜比的执行副总裁、杜比实验室的资深研究员,现在则成为了苹果下一任 CEO 的“候选人”之一。


▲ 迈克・洛克威尔(图源:Patently Apple)

该团队还有涉及视频游戏、音频指导、计算机视觉和特殊效果领域的新员工,以及在供应链和程序管理方面经验丰富的苹果老员工。如曾在苹果负责手表设计的 Fletcher Rothkopf,和创建了音效标准 THX 的 Tomlinson Holman。

这几年,苹果还陆续从全球各地招募人才,壮大自己的 AR 研发团队。此前,苹果已经从 Magic Leap 挖走了 Li Zeyu,担任自家的高级计算机视觉算法工程师。

不仅如此,前亚马逊 Lumberyard 虚拟现实平台的首席工程师 Cody WHite 以及曾在 Hololens 和 Google Earth 工作过的 Avi Bar Zeev 都陆续加入了苹果 VR/AR 研究团队,但有趣的是,这两位专家又先后离职,原因尚未披露。

除了人才储备,苹果还通过收购多家公司增强自身的技术储备。

2013 年苹果收购以色列硬件公司 PrimeSense 后,苹果又陆续收购了十余家与 AR 领域有关的公司,涉及传感器,AR 软件、AR 内容生态甚至是 AR 镜片等多个方面。


▲ 苹果历年来收购与 AR 眼镜有关的公司信息汇总

综上所述,苹果在 AR 项目上已经做好了人才储备和技术储备。现在,万事俱备,只差正式的产品推出,接受市场的考验。

硬件未出,AR 平台先起

尽管苹果的 AR 眼镜还尚未正式露面,但苹果早已在 AR 领域做出了不少的尝试,不但在 2021WWDC 大会上带来了 ARKit 5 系统平台,而且还推出来 Object Project、RealityKit 2 等多项与 AR 有关的功能。


苹果表示,目前已有 7000 名开发者开发了 1 万款支持 AR 的 iOS 应用程序,疫情期间,人们可以通过相关 AR 软件来购买商品或者完成家居装修。

不仅开发人员可以在 ARKit 平台上创造自己的产品,一些业余 AR 爱好者也可以在 ARKit 开发平台上 DIY 一下自己的 AR 软件。

此外,今年秋季发布会上苹果大力推出的 Apple TV + 也有可能会成为其未来内容生态的一个重要来源。

尽管苹果还没有推出专属的 AR 软件商店,但是其 AR 内容生态以及平台规划已经可以逐渐看到雏形,这也将成为苹果 AR 眼镜的突出优势之一。

苹果的 AR 眼镜性能如何?

强大的技术库支撑、优秀的研发团队和技术人才、丰富的内容生态,看起来苹果 AR 眼镜在发布之前就已经占据了不少优势,但对一款消费级的产品来说,性能才是检验一切的标准,也是产品最重要的抓手。

在芯片方面,据 The Information 报道,有关苹果 AR 眼镜的芯片设计已经完成,现在已经进入试产阶段。

报告透露,该芯片采用了台积电 5nm 制程工艺,有 CPU 和 GPU,但没有属于苹果的神经引擎。据悉,苹果的这款芯片可能会通过无线通信与一些主机设备进行连接,将由主机来承担算力。

不仅如此,据行业消息,这款 SoC 的 CMOS 图像传感器版本异常大,其尺寸大小接近一个头显镜头。这也许是为了可以更快地从用户周围环境捕捉高分辨率的图像数据,提供更好的场景渲染或者其他 AR 服务。

另外,苹果的 AR 眼镜可能会更偏向轻量化、分体式的设计,彭博社还曾表示苹果会出一款乔布斯特别款。业内各大设计师也纷纷开动脑筋,来“帮”苹果设计新款 AR 眼镜。

韩国设计师 Martin Hajek 参考 Apple Watch 的表盘和 iPhone 配色设计了新款 AR 眼镜的概念图。


▲ 韩国设计师 Martin Hajek 设计的苹果 AR 眼镜外观

从荷兰的三维艺术家 Martin Hajek 公布的设计图来看,苹果 AR 眼镜又可能会和普通的眼镜差不多。他在镜框采用了金属材质,并在内部放置了无线天线和传感器,镜框两侧拥有 WiFi 和蓝牙零件。


▲ 荷兰艺术家 Martin Hajek 设计的苹果 AR 眼镜外观

在显示器方面,郭明錤表示苹果的 AR 眼镜可能采用 OLED 屏幕,由于苹果此前收购与 AR 镜片相关的创企,因此苹果很有很可能自己研发 AR 眼镜的镜片。

在整机代工方面,歌尔目前是全球中高端 AR/VR 设备的代工龙头玩家,曾经为索尼和 Facebook 的头显代工。据行业预测,2021 年歌尔股份的 AR/VR 设备组装占全球 80% 市场的份额。由于此前歌尔还为苹果代工过 AirPods 等相关产品,基于它与苹果之间的长期合作关系,此次苹果的 AR 眼镜整机代工有可能会由歌尔来承担。

结语:苹果入局或加速 AR 眼镜市场发展

我们可以看见,苹果为自家的 AR 眼镜在技术、人才、资金方面都投入了大量的经力,也试图针对显示技术难题带来一些新的玩法。

AR 眼镜的概念已经很久了,但一直尚未出现较为成熟的产品。像微软Google尽管发布了一些智能眼镜产品,但尚未得到用户的广泛认可。Adobe 的 AR 负责人史蒂芬劳・科拉萨也曾表示“头显、AR 等技术产品在我们的路线图中,但目前没有一款达到我们能够进行部署的临界质量。”

苹果的 AR 眼镜发布成为全行业关注的大事,每一次苹果的发布会我们都看见大家对苹果的 AR 眼镜持有高度关注。根据产业链消息来看,苹果将在 2023 年左右推出这款 AR 眼镜。即将发布的产品能否引起其他软件、硬件以及内容生态玩家加入 AR 市场,我们也将持续关注最新动向。

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